Antwort: Als Allerwichtigstes muß man vorausschicken, daß es natürlich Materie ist. Das, was wir in der Physik unter Materie verstehen, schließt auch die Antimaterie ein. Es ist also etwas ganz Reales. Nur ist diese Materie etwas anders aufgebaut als die uns üblicherweise bekannte Materie. Jeder weiß wahrscheinlich noch aus der Schulzeit, daß ein Atom aus einem positiv geladenen Atomkern und aus einer Hülle mit negativ geladenen Elektronen besteht. Das ist bei der Antimaterie genau umgekehrt. Hier ist der Atomkern negativ geladen, und die Hüllenpartikel sind positiv geladen. Ansonsten unterscheiden sich diese Teilchen von den uns bekannten Teilchen der gewöhnlichen Materie nicht, sie haben dieselben Eigenschaften und auch dieselbe Masse, exakt dieselbe Masse. Es sind eben nur die Antiteilchen der Teilchen. Nur eine Eigenschaft, in diesem Fall die Ladung, ist gespiegelt, ist also mit negativen Vorzeichen versehen. Und nun kann man sich eine Welt vorstellen, die aus solchen Atomen der Antimaterie aufgebaut ist, das wäre dann die Welt aus Antimaterie.

Frage: Ist das noch phantastische Spekulation oder schon bewiesene Tatsache, daß es so etwas gibt?

Antwort: Das ist schon seit langem keine phantastische Spekulation mehr. Schon in den dreißiger Jahren ist das erste Antiteilchen aufgrund theoretischer Überlegungen postuliert worden, und zwar das Antiteilchen des Elektrons, das sogenannte Positron. Das ist kurz darauf auch tatsächlich entdeckt worden, als ein existentes Teilchen. Das Problem ist, daß die anderen Teilchen der Antimaterie wesentlich schwerer sind als die Elektronen und Positronen und daß deshalb auch viel mehr Energie erforderlich ist, um solche Teilchen künstlich herzustellen. Aus diesem Grunde hat es auch recht lange gedauert, bis das erste Antiteilchen der schwereren Partikel wirklich hergestellt werden konnte - nämlich das Antiproton. Das ist erst Mitte der fünfziger Jahre geschehen, als die ersten großen Beschleunigeranlagen zur Verfügung standen, mit denen man solche schwereren Teilchen erzeugen konnte. Erst vor zwei Jahren hat man sogar ganze Antiatome hergestellt, allerdings die Antiatome des einfachsten Elementes, nämlich Antiwasserstoffatome.

Frage: Welche technischen Einsatzmöglichkeiten könnten sich aus der Antimaterieforschung ergeben?

Antwort: Das ist ein großer Sprung in die Zukunft, denn bisher haben wir keine Möglichkeit, Antimaterie in größeren Mengen zu produzieren. Erstens ist ein sehr großer Energieaufwand erforderlich, um Antiteilchen herzustellen, was erst recht für ganze Antiatome gilt. Zweitens gibt es sehr große Probleme bei der Aufbewahrung von Antimaterie. Dazu muß man wissen, daß sich ein Teilchen und ein Antiteilchen, wenn sie sich berühren, gegenseitig »vernichten«. Sie lösen sich zwar nicht in nichts auf, aber sie verwandeln sich in Energie. Das heißt also, die der Masse innewohnende Energie eines Elektrons und eines Positrons - nach Einstein bekanntlich durch die Formel E = mc² beschrieben - wird freigesetzt, wenn ein Elektron und ein Positron sich berühren. Dasselbe trifft zu, wenn sich ein Wasserstoffatom und ein Antiwasserstoffatom berühren. Da die Welt, in der wir uns hier befinden, aus gewöhnlicher Materie besteht, ist es also ein sehr großes technisches Problem, Antimaterie aufzubewahren. Wenn man Antimaterie hergestellt hat und sie sozusagen in ein normales Gefäß bringen würde, käme es sofort zur Zerstrahlung, zur totalen Umwandlung in Energie.

Diese Tatsache ist andererseits gerade das Phänomen, das uns an die Nutzung von Antimaterie denken läßt. Wenn also Antimaterie bei der Berührung mit Materie die gesamte diesen Massen entsprechende Energie freisetzt, dann heißt das natürlich, daß wir hier ein enormes Energiereservoir haben, wogegen das, was heute mit der Kernenergie gemacht wird, sozusagen nur eine lächerliche Vorstufe darstellt. Und insofern diskutiert man schon seit längerem darüber, mit Hilfe von Antimaterie möglicherweise Waffensysteme herzustellen oder Triebwerke für die Raumfahrt zur Verfügung zu stellen, die wesentlich leistungsfähiger sein sollen als das, was die Raumfahrt gegenwärtig kennt, und die der Raumfahrt völlig neue Perspektiven eröffnen würden. Solche Diskussionen gibt es, aber von der Realisierung solcher Vorstellungen sind wir sehr weit entfernt, weil wir Antimaterie noch gar nicht in größeren Mengen herstellen können und weil das Problem der Aufbewahrung größerer Mengen von Antimaterie noch gar nicht gelöst ist.

Frage: In der Science Fiction wird gelegentlich spekuliert, daß es im Weltall größere Ansammlungen von Antimaterie geben könnte, Sterne oder Galaxien, so daß man Antimaterie gar nicht herstellen müßte.

Antwort: Ja, in der Science Fiction ist Antimaterie sozusagen Alltagsmaterial. Es gibt kaum ein modernes Buch, das irgendwo draußen im Weltall spielt, in dem keine Zivilisationen vorkommen, die nicht über die Fähigkeit verfügen, mit Antimaterie zu operieren. Das ist natürlich eine mögliche Zukunftsvision. Vielleicht kommt man eines Tages dahin. Immerhin gibt es inzwischen wissenschaftliche Studien, in denen die Möglichkeiten von Raumfahrttriebwerken mit Hilfe von Antimaterie ganz seriös durchgerechnet werden. Also ist es nicht nur eine reine Phantasie. Auf der anderen Seite ist auch die Physik von Star Trek schon einmal von einem Wissenschaftler untersucht worden, ob es sich überhaupt um reale Physik oder nur um reine Fiktion handelt, und dabei hat sich herausgestellt, daß die Autoren sich durchaus mit Physik beschäftigt haben. Es ist nicht alles nur zusammenphantasiert. Die Physik von Star Trek beruht ja darauf, daß die Antimaterie gar nicht aufbewahrt und mitgeführt werden muß, sondern daß sie an Bord des entsprechenden Raumfahrzeuges dann erzeugt wird, wenn sie benötigt wird. Wenn man zum Beispiel so ein Raumschiff sehr schnell irgendwo anders hinmanövrieren muß, dann wird sozusagen die mitgeführte Antimateriefabrik eingeschaltet.

Das andere Problem, das Sie anschneiden, daß man sich Antimaterie von irgendwo aus dem Weltall beschafft und diese dann sozusagen einfängt und benutzt, das stößt nun auf das große Problem, ob denn Antimaterie im Weltraum überhaupt vorhanden ist. Wir kennen zwar einzelne Teilchen der Antimaterie, die offensichtlich im Weltraum vorkommen, auch in unserem Sternensystem. Erst vor kürzerer Zeit sind Meldungen durch die Presse gegangen, daß in der Nähe des Zentrums unseres Sternensystems gewissermaßen Antimateriefabriken aktiv sind. Aber dort werden wahrscheinlich nur Positronen erzeugt und keine Antimaterie im wirklichen Sinne. Wenn Sie fragen, ob es irgendwo draußen im Weltall ganze Sterne oder sogar ganze Sternensysteme gibt, die aus Antimaterie aufgebaut sind, dann muß man sagen, daß wir darauf leider keinerlei Hinweise haben. Alle Untersuchungen, die in dieser Richtung durchgeführt wurden, haben zu keinerlei Erfolg geführt. Auf der anderen Seite schließt das gegenwärtige kosmologische Modell, das wir benutzen, das Vorkommen von Antimaterie in unserem Universum aus. Denn das sogenannte Urknall-Modell geht davon aus, daß unser Weltall vor ungefähr fünfzehn Milliarden Jahren aus einem sehr heißen, superdichten Urzustand entstanden ist. Und in der frühesten Phase dieses Universums, in dem wir leben, sind zweifellos Teilchen und Antiteilchen in gleichem Maße entstanden und haben sich dauernd gegenseitig wieder vernichtet. Es hat ein ständiges Hin und Her zwischen Teilchen und Strahlung stattgefunden. Doch dann kam es durch die Expansion zur Abkühlung, so daß eines Tages keine neuen Teilchen mehr entstehen konnten. Die Temperatur war zu niedrig für die Bildung neuer Teilchen. Die damals vorhandenen Teilchen haben sich ihren Gegenpart gesucht und sich gegenseitig vernichtet. Den Rest dieser Urstrahlung können wir heute noch nachweisen. Und dabei sind die Teilchen der Materie übriggeblieben, weil offensichtlich durch eine Symmetrieverletzung etwas mehr Teilchen als Antiteilchen vorhanden waren. Und nachdem sich jedes Antiteilchen mit einem Teilchen in Energie umgewandelt hatte, blieben die Teilchen übrig, aus denen unser heutiges Universum besteht. Das ist die gegenwärtige Auffassung, die wir dazu haben, deshalb ist also die Suche nach Antimaterie im Universum von vorneherein zum Scheitern verurteilt. Als skeptischer Wissenschaftler muß man natürlich sagen: falls dieses gegenwärtig benutzte Modell der Kosmologie richtig ist. Wir haben ja auf diesem Gebiet schon die größten Überraschungen erlebt. Wir haben immer wieder erlebt, daß Dinge, die für richtig gehalten wurden, sich irgendwann doch nicht als richtig erwiesen haben.

Frage: Muß man Wissenschaftler sein, um Ihr Buch zu verstehen?

Antwort: Das Buch ist ein populärwissenschaftliches Buch, in dem eigentlich alles erläutert ist, was darin beschrieben wird. Man muß nur bereit sein, das Buch Zeile für Zeile durchzulesen. Man sollte nichts überfliegen und es nicht zu hastig lesen, wenn man sich mit den Fragen vorher nicht beschäftigt hat. Ansonsten ist es eine populärwissenschaftliche Veröffentlichung, die sich an einen breiten Leserkreis wendet.

Frage: Es gibt eine ganze Reihe von Wissenschaftlern, die auch Science Fiction schreiben, zum Beispiel Professor Asimov, der sogar hauptsächlich SF-Autor war, aber auch Robert L. Forward, Carl Sagan, John Gribbin und viele andere. Halten Sie die Literatur für das richtige Medium zum Durchspielen wissenschaftlicher Ideen?

Antwort: Die Geschichte der Science Fiction zeigt, daß die Literatur zumindest ein Medium zum Durchspielen wissenschaftlicher Ideen ist. Das Hauptfeld zum Durchspielen wissenschaftlicher Ideen ist natürlich die Wissenschaft selbst. Aber in der Literatur hat man natürlich den Vorteil, daß man freier experimentieren kann, ohne als Wissenschaftler sofort angeschossen zu werden. Denn man kann ja immer sagen, es war ja gar keine wissenschaftliche Theorie, es war ja nur Literatur, es war ja nur ein Unterhaltungsszenario. Man kann sich immer fein zurückziehen gegenüber der Kritik der seriösen Fachkollegen, die vielleicht weniger Sinn dafür haben. Aber auf der anderen Seite gibt es auch Science Fiction, die nachweislich für die Entwicklung der Wissenschaft und Technik eine Rolle gespielt hat. Ich denke hierbei insbesondere an die phantastischen Ideen, die zum Thema Raumfahrt lange vor der Realisierung geäußert wurden. Zu einer Zeit, als seriöse Professoren an Universitäten diese Dinge als nicht realiserbar zurückwiesen, haben sie in der wissenschaftlich-phantastischen Literatur schon stattgefunden. Wenn man sich diese Literatur heute anschaut - es sind natürlich alles ältere Werke - zeigt sich, daß sich vieles in der Realität sehr ähnlich ereignet hat, wie es damals den Hirnen der Phantasten entsprang. Eins der bekanntesten Beispiele ist Jules Verne, der sehr viele Dinge gedanklich durchgespielt hat, die dann eines Tages Realität wurden. Aber auch Ziolkowski oder Goddard oder auch Oberth berufen sich zumindest bei der Motivation für ihre Forschung immer wieder auf Science-Fiction-Literatur, die sie beflügelt hat und die offensichtlich ihren Geist in Schwung gebracht hat. Insofern halte ich Science Fiction in jeder Hinsicht für ein sehr fruchtbares Genre der Literatur, in dem es eine besonders enge Wechselwirkung mit Fragen der Entwicklung der Wissenschaft gibt.

• ALIEN CONTACT 34 • 1999